BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
----- -----

ĐỖ VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH TRẠNG NÔNG SINH HỌC
LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA VẬT LIỆU
NHIỆT ĐỚI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
----- -----

ĐỖ VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH TRẠNG NÔNG SINH HỌC
LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA VẬT LIỆU
NHIỆT ĐỚI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI

Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng
Mã số: 9.62.01.11

Lúa mì và Ngô quốc tế, CIMMYT tại Ấn Độ) đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi
trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ngô, tập thể
Bộ môn Chọn tạo giống ngô thực phẩm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và nhiệt tình
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo, tập thể cán bộ và các thầy cô của Ban
Đào tạo Sau đại học, Ban lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo
điều kiện thuận lợi và quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành
luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn nhóm nghiên cứu CIMMYT tại Ấn Độ và Công ty Cổ
phần Giống Cây trồng Nha Hố, Ninh Thuận đã giúp đỡ, trao đổi thông tin khoa học,
xã hội và kinh nghiệm giúp ích cho tôi rất nhiều.
Và đặc biệt cảm ơn sự giúp đỡ tới Ban quản lý dự án "Chọn tạo giống ngô chịu
bất thuận phi sinh học cho vùng Nam Á và Đông Nam Á- ATMA" và tài trợ của Bộ
Hợp tác Kinh tế và Phát triển Cộng hòa Liên bang Đức (BMZ) .
Nhân dịp này tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã luôn động
viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả

Đỗ Văn Dũng


iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. II
MỤC LỤC...................................................................................................................III
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................. VI

2.2. Vật liệu nghiên cứu ..............................................................................................50
2.2.1. Vật liệu nghiên cứu đặc điểm nông học và lập bản đồ QTL liên quan đến
chịu hạn của 8 nhóm dòng bp trong điều kiện hạn và tưới đủ tại Ấn Độ .....50
2.2.2. Vật liệu đánh giá tổ hợp lai của 8 nhóm dòng với 2 cây thử (CML451,
CLO2450) trong điều kiện hạn và tưới đủ tại Ninh Thuận ..........................52
2.2.3. Vật liệu nghiên cứu KNKH, ƯTL và khả năng chịu hạn về năng suất của
9 dòng thuần tham gia luân giao ở điều kiện tưới đủ, hạn nặng, hạn vừa tại
Ấn Độ ...........................................................................................................52
2.2.4. Vật liệu khảo nghiệm giống ngô ..................................................................53
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................53
2.4. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................53
2.4.1. Phương pháp đánh giá một số đặc điểm nông học ở điều kiện đồng ruộng ...53
2.4.2. Phương pháp lập bản đồ QTL một số đặc điểm nông học của 8
nhóm dòng BP thế hệ F2:3 và các dòng bố mẹ ..............................................55
2.4.3. Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp .....................................................56
2.4.4. Phương pháp khảo sát tổ hợp lai ưu tú .........................................................57
2.4.5. Phương pháp theo dõi, đánh giá đặc điểm nông học ...................................57
2.4.6. Phương pháp chăm sóc và quản lý thí nghiệm đồng ruộng .........................59
2.4.7. Xử lý số liệu thí nghiệm ...................................................................................59
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...............................................................62
3.1. Nghiên cứu một số tính trạng nông học và xác định QTL trên các gia đình F2:3 có
khả năng chịu hạn và khả năng kết hợp tốt .......................................................62
3.1.1. Đánh giá đặc điểm nông học liên quan đến khả năng chịu hạn của 8 nhóm
dòng F2:3 và các dòng bố mẹ.........................................................................62
3.1.2. Hệ số tương quan kiểu hình và di truyền của một số đặc điểm nông học
trong điều kiện hạn vơi tưới đủ.....................................................................85
3.1.3. Lập bản đồ qtl liên quan tính chịu hạn của 8 nhóm dòng F2:3 tại Ấn Độ .....89
3.2. Đánh giá sớm khả năng kết hợp của các nhóm dòng ngô F2:3 và chọn lọc các
dòng ưu tú, các tổ hợp lai chịu hạn .................................................................100
3.2.1 Đánh giá sớm khả năng kết hợp về năng suất của các nhóm dòng ngô

ĐC
et al, cs
FAOSTAT,
FAO
7 GMR
8 GSO
9 HAN
10 ICRISAT
11 IFAD
12 IFPRI
13 IGC
14 ISAAA
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

KNKHC
KNKHR
KT
LSD 0,05
MRC
NCGA

Hệ số biến động (Coefficient of Variation)
Đối chứng
Cộng sự
Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (Food and Agriculture Organization of the
United Nation)
Báo cáo thị trường ngũ cốc (Grain Market Report)
Tổng cục thống kê Việt Nam
Điều kiện hạn
Viện Nghiên cứu Cây trồng cho vùng Bán khô hạn Nhiệt đới (International Crops
Research Institute for the Semi-Arid Tropics)
Quỹ tài trợ Phát triển Nông nghiệp Quốc tế (International Fund for Agricultural
Development)
Viện Nghiên cứu Chương trình Lương thực Quốc tế (International Food Policy
Research Institute)
Hội đồng Ngũ cốc Quốc tế (International Grains Council)
Dịch vụ Quốc tế Ứng dụng Công nghệ Sinh học Nông nghiệp Quốc tế (The
International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications)
Khả năng kết hợp chung
Khả năng kết hợp riêng
Không tưới
Mức sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa 95%
Hiệp hội Sông Mê Kông
Hiệp hội ngô quốc tế (National Corn Growers Association)
Trung tâm quốc gia giảm nhẹ hạn Mĩ (USA National Drought Mitigation Center)
Năng suất thực thu (tấn/ha)
Nhiễm sắc thể
Số trang tài liệu tham khảo
Mỗi phân tích được thực hiện bằng cách sử dụng chương trình phụ đặc biệt,
được gọi là PROC
Tính trạng số lượng (Quantitative trait locus)

1.5. Hệ số tương quan hình thái và tương quan di truyền với năng suất trong điều
kiện hạn ................................................................................................................ 27
1.6. Giá trị điểm của các tính trạng gián tiếp dùng để chọn lọc vật liệu ngô
chịu hạn và úng trong điều kiện thí nghiệm đồng ruộng ...................................... 28
1.7. Chỉ thị SSR liên kết với một số gen chịu hạn ....................................................... 31
1.8. Danh sách 49 QTL liên quan đến khả năng chịu hạn ở ngô ................................. 39
2.1. Dòng ngô ưu tú và dòng chịu hạn ......................................................................... 49
2.2. Tên công thức, phả hệ F2:3 của 8 nhóm dòng đánh giá đặc điểm nông học
trong điều kiện hạn và tưới đủ .............................................................................. 51
2.3. Danh sách 9 dòng, ký hiệu 36 tổ hợp lai................................................................ 52
2.4. Các giai đoạn tưới cho 3 điều kiện khác nhau ...................................................... 54
2.5. Chăm sóc và quản lý thí nghiệm ........................................................................... 59
3.1. Thời gian sinh trưởng của 4 nhóm dòng và dòng bố mẹ của nhóm ƯTL A
ở điều kiện hạn và tưới đủ trong năm 2012 -2013 tại Hyderabad, Ấn Độ .......... 63
3.2. Thời gian sinh trưởng của 4 nhóm dòng và dòng bố mẹ nhóm ƯTL B
ở điều kiện hạn và tưới đủ trong năm 2012 -2013 tại Hyderabad, Ấn Độ ........... 64
3.3. Đặc điểm hình thái của 4 nhóm dòng và dòng bố mẹ ƯTL nhóm A
ở điều kiện hạn và tưới đủ trong năm 2012 -2013 tại Hyderabad, Ấn Độ ........... 68
3.4. Đặc điểm hình thái của 4 nhóm dòng và dòng bố mẹ ƯTL nhóm B
ở điều kiện hạn và tưới đủ trong năm 2012 -2013 tại Hyderabad, Ấn Độ ........... 69
3.5. Sự già hoá bộ lá của 4 nhóm dòng F2:3 và dòng bố mẹ ƯTL nhóm A
ở điều kiện hạn và tưới đủ trong năm 2012 -2013, Hyderabad, Ấn Độ ............... 71
3.6. Sự già hoá bộ lá của 4 nhóm dòng F2:3 và dòng bố mẹ ƯTL nhóm B
ở điều kiện hạn và tưới đủ trong năm 2012 -2013, Hyderabad, Ấn Độ ............... 72


viii
3.7. Một số đặc điểm của 4 nhóm dòng và dòng bố mẹ nhóm ƯTL A
ở môi trường hạn, tưới đủ trong năm 2012 -2013, Hyderabad, Ấn Độ ................ 77
3.8. Một số đặc điểm của 4 nhóm dòng và dòng bố mẹ nhóm ƯTL B



ix
3.26. Năng suất của 9 dòng thuần ở điều kiện tưới đủ, hạn nặng, hạn vừa
trong năm 2014 tại Hyderabad, Ấn Độ .............................................................. 116
3.27. Năng suất của 36 tổ hợp lai luân giao giữa 9 dòng trong vụ hạn 2014 tại
Hyderabad, Ấn Độ .............................................................................................. 117
3.28. Khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng của 9 dòng thuần
trong vụ hạn 2014 tại Hyderabad, Ấn Độ .......................................................... 120
3.29. Đánh giá ưu thế lai về năng suất của 36 tổ hợp lai trong điều kiện tưới đủ,
hạn nặng, hạn vừa, năm 2014 tại Hyderabad, Ấn Độ......................................... 123
3.30. Một số đặc điểm nông học của giống ngô LVN72 trong năm 2016 tại
các điểm khảo nghiệm phía Bắc ......................................................................... 133
3.31. Năng suất của giống ngô LVN72 triển vọng tại 3 vùng khảo nghiệm phía Bắc
trong vụ Xuân và Thu Đông năm 2016 .............................................................. 134
3.32. Một số đặc điểm nông học chính và năng suất của giống triển vọng ĐH17-1
tại Đan Phượng, Hà Nội trong vụ Xuân 2017 .................................................... 136


x
DANH MỤC HÌNH
TT
Hình

Tên hình

Trang

1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới từ 1960-2012 và dự báo năm 2050 ........ 5
1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam (1961-2017) ...................................... 7

3.11. Tương quan KNKHR và ưu thế lai thực đối với 9 dòng trong điều kiện tưới đủ,
hạn nặng và hạn vừa, năm 2014 tại Hyderabad, Ấn Độ ........................................ 126
3.12. Nhóm ưu thế lai và khả năng tạo tổ hợp lai tốt của 9 dòng ngô trong điều kiện
tưới đủ, hạn nặng và hạn vừa, năm 2014 tại Hyderabad, Ấn Độ ........................... 128
3.13. Biểu đồ tương tác kiểu gen với môi trường (GGEbiplot) về NS của 36 tổ hợp lai ở
3 môi trường (tưới đủ, hạn nặng và hạn vừa), năm 2014 tại Hyderabad, Ấn Độ... 131
3.14. Giống LVN72 tại Trạm Khảo nghiệm từ Liêm trong vụ Xuân 2017 ................. 135
3.15. Giống ĐH17-1 trong vụ Xuân 2017 tại Đan Phượng, Hà Nội ........................... 136


xii
DANH MỤC PHỤ LỤC
TT
phục lục

Tên hình

Trang

1.1.1. Thời tiết vụ hạn 2012 tại ICRISAT ................................................................... - 1 1.1.2. Thời tiết vụ Hạn 2013 tại ICRISAT .................................................................. - 1 1.1.3. Thời tiết vụ mưa 2013 tại ICRISAT .................................................................. - 2 1.1.4. Thời tiết vụ nóng 2014 tại ICRISAT ................................................................. - 2 1.1.5. Một số yếu tố khí tượng tại Ninh Thuận, vụ Xuân 2014
(từ tháng I đến tháng IV) .................................................................................... - 3 1.1.6. Một số yếu tố khí tượng phía Bắc trong vụ Xuân 2016 (từ tháng I - IV)
và vụ Thu Đông năm 2016 (từ tháng VIII - XII) ............................................... - 3 1.1.7. Một số yếu tố khí tượng tại Đan Phượng, Hà Nội, vụ Xuân 2017 .................... - 3 2.1. Hình ảnh cây và bắp của 10 dòng bố mẹ tạo thành 8 nhóm dòng F2:3............... - 4 2.2. Chọn bắp F1 của mỗi nhóm dòng BP để tạo các gia đình F2:3 ........................... - 6 2.3. Thử nghiệm nguồn vật liệu CIMMYT và Viện Nghiên cứu Ngô trong
vụ Xuân 2012, Đan Phượng, Hà Nội ................................................................. - 7 2.4. Thí nghiệm [F2:3 x Cây thử], vụ Xuân 2012 - 2013, Ninh Thuận ....................... - 7 2.5. Thí nghiệm [F2:3 x Cây thử], vụ Xuân 2013 - 2014, Ninh Thuận ....................... - 7 2.6. Thí nghiệm [F2:3 x Cây thử], vụ Xuân 2013 - 2014, Ninh Thuận (tiếp) ........... - 8 2.7. Hình ảnh cây và bắp của 9 dòng ngô ưu tú ......................................................... - 8 2.8. Một số hình ảnh khảo sát, đánh giống lai triển vọng ĐH17-1 .......................... - 11 -


1
MỞ ĐẦU
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực quan trọng trong sản
xuất nông nghiệp toàn cầu. Ngô thường được trồng ở điều kiện nhờ nước trời và chịu
nhiều bất thuận của thời tiết khí hậu. Hạn là một trong những bất thuận phi sinh học

2
phương pháp truyền thống, như giống ngô VN8960, LCH9... Tuy vậy các giống này
chưa được phát triển rộng. Để đáp ứng nhu cầu phát triển sản xuất ngô của Việt Nam
trong giai đoạn tới cần có những giải pháp hợp lý, trong đó chọn giống ngô có khả năng
chịu hạn là lựa chọn quan trọng nhất. Trong nghiên cứu chọn tạo giống chịu hạn, việc
cải tiến nguồn gen là vấn đề cần được ưu tiên hàng đầu. Mỗi chương trình chọn tạo
giống và qua mỗi chu kỳ chọn tạo thì khả năng chống chịu, năng suất, cũng như ưu thế
lai được cải thiện (Arnel R. Hallauer et al., 2010; Klaus Koehler, 2014). Công việc này
thường liên quan đến việc mở rộng nền di truyền quần thể, bằng cách lai truyền những
gen chịu hạn từ vật liệu Donor vào các nguồn gen ưu tú khác nhau, để cải thiện những
đặc điểm cụ thể (Hallauer, 1985). Sau đó tiến hành chọn lọc với cường độ cao ở giai
đoạn sớm (F2, F2:3) của mỗi chu kỳ cải tiến vật liệu có ý nghĩa quan trọng, nhằm chọn
ra những vật liệu được cải tiến tốt hơn. Mặc dù phương pháp truyền thống đã có những
thành công nhất định nhưng do tính chất phức tạp của tính chịu hạn nên nghiên cứu
phải mất nhiều thời gian, tiến hành ở nhiều vụ, nhiều điều kiện môi trường, nhiều vùng
sinh thái khác nhau, trên nhiều nguồn vật liệu, khiến chi phí tăng cao. Trong khi đó,
các công cụ hiện đại đang ngày càng cải thiện tính hiệu quả và được sử dụng nhiều
trong các chương trình chọn tạo giống. Ứng dụng chỉ thị phân tử thông qua cách lập
bản đồ những vùng gen quy định tính trạng số lượng (QTL) liên quan đến khả năng
chịu hạn ở các dòng ngô thế hệ sớm, đang trở thành một thành phần quan trọng trong
tạo giống, để đạt được những cải tiến di truyền lớn hơn thông qua chọn lọc giai đoạn
sớm của mỗi chu kỳ cải tạo vật liệu (Klaus Koehler, 2014).
Những tính trạng và QTL liên quan đến chịu hạn ở ngô đã được nhiều nghiên cứu
công bố như bộ lá, kích thước lá, độ cuốn lá, độ già hoá. Tính trạng bộ rễ và cấu trúc
bộ rễ như chiều dài rễ, phân bố rễ, chiều dài rễ, khối lượng rễ khô, khối lượng rễ/cây,
chênh lệch thời gian tung phấn – phun râu (chênh lệch TP – PR), do vậy nhận biết các
tính trạng nông sinh học và QTL liên quan đến khả năng chịu hạn ở ngô rất cần thiết
với chương trình chọn tạo giống ngô chịu hạn (Viktoriya Avramova et al., 2016). Xuất
phát từ những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu một số tính trạng nông sinh học liên
quan đến khả năng chịu hạn của vật liệu nhiệt đới phục vụ chọn tạo giống ngô lai”

các vật liệu Donor chịu hạn với vật liệu ưu tú, đã được xác định ở mức độ khác nhau
của 8 nhóm dòng ở thế hệ F2:3. Từ đó chọn lọc và phát triển được 9 dòng thuần mới
từ các nhóm dòng có khả năng kết hợp cao và chịu hạn tốt, năng suất cao ở điều kiện
hạn, nâng cao hiệu quả chọn tạo giống chịu hạn.
- Xác định được 2 vùng gen chịu hạn, bao gồm cụm thứ nhất trên nhiễm sắc thể
(NST) số 1 (bin 1,05-1,07), trên NST số 7 (bin 7,01-7,03) và cụm thứ 2 trên NST số


4
8 (bin 8,02-8,03) về đặc điểm chênh lệch thời gian tung phấn - phun râu, độ già hoá
bộ lá và năng suất, có liên quan chặt đến khả năng chịu hạn của các dòng đời thấp.
- Giới thiệu được 9 dòng thuần mới (RA1, RA2, RA3, RA4, RA5, RA6, RA7,
RA8, RA9) có khả năng chịu hạn tốt (được chứng tỏ bởi các đặc điểm nông học và
QTL liên quan đến chịu hạn), làm nguồn vật liệu phục vụ chọn tạo giống ngô cho
vùng nước trời.
- Chọn được 2 giống ngô lai triển vọng được đặt tên là LVN72 (RA2/RA8) và
ĐH17-1 (RA4/RA7) phù hợp với điều kiện sản xuất phụ thuộc nước trời ở Việt Nam.
* Một số đóng góp mới
- Bổ sung thông tin khoa học về một số tính trạng kiểu hình, tính trạng số lượng
(QTL) trên một số vùng gen của nhiễm sắc thể số 1; 4; 6; 7 và 8 liên quan đến khả năng
chịu hạn trong quá trình phát triển vật liệu và chọn tạo giống ngô lai cho vùng nước
trời.
- Đã phát triển 9 dòng thuần mới có KNKH tốt, chịu hạn nhờ các đặc điểm nông
học và QTL liên quan đến khả năng chịu hạn, năng suất cao và giới thiệu được 2 giống
ngô lai triển vọng là LVN72 và ĐH17-1 cho sản xuất.
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu, tại Ấn Độ, trên 8 nhóm dòng gồm 790 gia đình (dòng đời thấp)
ở thế hệ F2:3 được tạo ra bằng cách lai 10 dòng ngô nhiệt đới ưu tú với 2 dòng Donor
chịu hạn của CIMMYT và các tổ hợp lai của lai đỉnh với 2 cây thử (CML451,
CLO2450). Đề tài cũng đánh giá một số đặc điểm nông học của các dòng đời sớm và

Nguồn: International Grains Council (IGC, 2013)

Hình 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới từ 1960-2012 và dự báo năm 2050


6
Qua đó cho thấy diện tích, năng suất và sản lượng ngô của thế giới tăng liên tục,
tuy nhiên những năm gần đây sản lượng có xu hướng tăng chậm lại. Song về dài hạn,
nhu cầu ngô ngày một tăng, đặc biệt cần cho phát triển chăn nuôi, đến năm 2050 nhu
cầu ngô sẽ tăng gấp đôi (hơn 60% so với năm 2005/2007), trở thành cây trồng có sản
xuất lớn nhất trên toàn cầu và tập trung chủ yếu ở các nước đang phát triển (National
Corn Growers Association US, 2015). Theo FAO (2012), gần 90% sự gia tăng sản
lượng ngô hàng năm tập trung ở các nước đang phát triển để chủ yếu phục vụ chăn
nuôi khi nhu cầu 55% từ năm 2005 - 2007 tới 68% đến năm 2050. Vùng phụ cận Sahara
(subSaharan) châu Phi và Mỹ La tinh, cũng là vùng có nhiều tiềm năng mở rộng, đóng
góp lớn cho sự phát triển sản xuất ngô, với mức tăng sản lượng 0,65%/năm ở điều kiện
nhờ nước trời, 0,20%/năm ở điều kiện tưới đủ và năng suất bình quân 6,1 tấn/ha (khu
vực nước trời là 5,65 tấn/ha, tưới đủ 7,43 tấn/ha) (FAO, 2012).
Như vậy, cây ngô có một vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp trên thế
giới, phục vụ nhu cầu chăn nuôi, công nghiệp, lương thực ... Vì vậy, công tác chọn tạo
giống ngô phục vụ sản xuất phải liên tục cải tiến để nâng cao năng suất, tăng sản lượng.
Điều này đòi hỏi phải sử dụng hiệu quả hơn các nguồn gen, sự hiểu biết sâu sắc và
đánh giá toàn diện hơn về cơ sở di truyền của ngô trong các môi trường, ở những vùng
trồng ngô cụ thể. Từ đó phát triển những giống ngô phù hợp với từng vùng sinh thái là
yếu tố quyết định cho sản xuất nông nghiệp trong giai đoạn tới.
1.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Ở Việt Nam, ngô là một trong những cây trồng quan trọng, đứng thứ hai sau cây
lúa, được phát triển sâu rộng và liên tục. Giai đoạn từ năm 1961 - 1984, diện tích tăng
2,1%/năm, năng suất tăng 1,7%/năm và sản lượng tăng 3,6 %/năm. Những kết quả tiến
bộ trong sản xuất ngô Việt Nam thể hiện rõ hơn trong thời gian từ năm 1995 đến năm

(Viện Nghiên cứu Ngô, 2015) để đáp ứng cho chăn nuôi, chế biến công nghiệp và lương
thực khoảng 13,2 triệu tấn năm 2017 và dự báo năm 2018 cần 13,8 triệu tấn (USDA,
2017).
Như vậy, trong giai đoạn tới, bên cạnh những khó khăn về sản xuất, thị trường
thì những tác động của biến đổi khí hậu cũng đang đe dọa tiến bộ về sản xuất, đặc biệt


8
ở các vùng nhờ nước trời. Trong sự phát triển của nghành nông nghiệp, cây ngô ngày
càng có một vai trò quan trọng, góp phần chuyển đổi nhanh chóng về cơ cấu kinh tế
theo hướng sản xuất hàng hoá, phát triển an toàn, bền vững và đa dạng. Vì vậy, đây là
những thách thức mới, đòi hỏi phải không ngừng nâng cao năng suất, chất lượng và
khả năng chịu bất thuận của giống, để giải quyết một cách hiệu quả các vấn đề trong
nghiên cứu cũng như các ứng dụng trong sản xuất.
1.2. Ảnh hưởng của hạn đối với sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Ảnh hưởng của hạn đối với sản xuất ngô trên thế giới
Biến đổi khí hậu đã diễn ra trên toàn cầu, ngày càng phức tạp và khó dự đoán hơn
(U.S. Global change research program, 2013). Các hiện tượng thời tiết cực đoan ngày
càng tăng cả về cường độ và quy mô (United States Environmental Protection Agency,
2013; Sven Harmeling et al., 2013), dự báo ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất ngô
trên thế giới. Theo thống kê, thiệt hại sản lượng ngô thế giới hàng năm bởi hạn là lớn,
19,0 triệu tấn (15%) năm 1992, 20,4 triệu tấn (17%) năm 1997, 24,0 triệu tấn năm 2002
(Zaidi et al., 2014) và năm 2012 tổng sản lượng ngô thiệt hại 15%, năng suất giảm 21%
bởi hạn gây ra (Edmeades, 2013). Tony Fischer et al. (2014) tổng kết trong 20 năm từ
năm 1985 - 2005 hạn gây thiệt hại bình quân 8%/năm tổng sản lượng ngô thế giới. Dự

báo đến năm 2025, những vùng bán khô hạn và khô hạn sẽ chịu ảnh hưởng nhiều hơn
của biến đổi khí hậu, cả về thời gian, không gian, sẽ thường xuyên phải đối mặt với
khô hạn trầm trọng hơn; nhiều diện tích đất bị khô hạn mới sẽ xuất hiện, hay mở rộng
thêm trên khắp các châu lục, trong đó phần lớn tập trung ở châu Phi và châu Á (ADB,

14% (tương đương 11,5 triệu tấn) (Edmeades, 2013). Những nước có thu nhập thấp và
trung bình dễ bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu, dự đoán hạn làm giảm khoảng 10%
sản lượng ngô đến năm 2050 ở các tiểu vùng Sahara châu Phi và Mỹ La tinh (Thornton
et al., 2009).
Theo Wani et al. (2009) có ba khu vực năng suất ngô phụ thuộc nước trời, bao
gồm cả tiểu vùng Sahara châu Phi, Nam Á và Mỹ La tinh, năng suất chênh lệch đáng
kể giữa các vùng, tương ứng 1,2 tấn/ha, 2,1 tấn/ha và 3,2 tấn/ha. Ở Châu Âu từ năm
2009-2011 năng suất trung bình giảm 12,5% do nhiệt độ tăng cao và hạn (Edmeades,
2013). Theo Ủy ban châu Âu (2007), hạn ở Nam và Đông Âu đã làm suy giảm 1,6%
năng suất ngô trên toàn thế giới trong 5 năm (2001-2006), đặc biệt là sản xuất ngô ở
Bulgaria giảm 40% trong vụ mùa niên vụ 2006/2007, nguyên nhân chính được xác
định là hạn (EurActiv, 2012). Năm 2012, Ủy ban Nghiên cứu chiến lược ngũ cốc báo
cáo, sản lượng ngô hạt đạt 58,1 triệu tấn (giảm 13%) so với năm 2011 (Gus Trompiz
et al., 2012). Sven Harmeling et al. (2013) nhận định, có 10 quốc gia trên thế giới chịu


10
ảnh hưởng biến đổi khí hậu nhiều nhất bao gồm: Honduras, Myanmar, Nicaragoa,
Bangladesh, Haiti, Việt Nam, Triều Tiên, Pakistan, Thái Lan, Cộng hòa Dominica và
nhiều vùng rộng lớn khác thường xuyên bị hạn hoặc ngập úng (Hình 1.3).

Nguồn: Sven Harmeling et al. (2013)
Hình 1.3. Bản đồ chỉ số rủi ro toàn cầu thế giới 1992 - 2011

Như vậy, hạn ảnh hưởng, gây thiệt hại năng suất và sản lượng ngô trên thế giới.
Do đó, nhu cầu giống ngô chịu hạn có tiềm năng năng suất cao cho vùng nước trời và
những vùng không thuận lợi tưới tiêu là một đòi hỏi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả
sử dụng nước, ổn định sản xuất, tăng sản lượng đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về ngô.
1.2.2. Ảnh hưởng của hạn đến sản xuất ngô ở Việt Nam
Ở Việt Nam có khoảng 0,3 triệu ha ngô dễ có nguy cơ thiếu nước vào thời kỳ

4

Bắc Trung
Bộ

5

Tây Nguyên

6

Duyên Hải
Nam Trung
Bộ
Đông Nam
Bộ

7

8 Đồng bằng
sông Cửu
Long

Thời vụ
(Thời gian
gieo trồng)
Vụ Xuân
(tháng 2 - 3)
Hè (tháng 4 - 5)
Xuân (tháng 2)

thụ phấn
hoạch
268,1 Hạn-Lạnh Đất quá ẩm Đất quá ẩm

Diện tích
1.000 ha
(năm
2015)

251,2

Hạn

Đất quá ẩm

Đất quá ẩm

91,3

Hạn

Đất quá ẩm

Úng

Úng

Úng

Hạn-Lạnh

Hạn
Hạn

Đất quá ẩm
Hạn

Hạn

Đất quá ẩm

Đất quá ẩm

Hạn

Hạn

Hạn

Hạn

Hạn

Hạn

79,3

38,1

1.179,3